到達目標
１．流体の性質（粘性・圧縮）を理解し，流体の運動を基礎方程式と境界条件でどのように表しうるか説明できる２．完全流体の渦なし流れを理解し，速度ポテンシャルを用いた解析法を説明できる３．流体の粘性が，流れにおよぼす影響を説明できる
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 流体の性質（粘性・圧縮）を明確に理解し，流体の運動を基礎方程式と境界条件でどのように表しうるか正確に説明できる | 流体の性質（粘性・圧縮）を理解し，流体の運動を基礎方程式と境界条件でどのように表しうるか説明できる | 流体の性質（粘性・圧縮）を理解せず，流体の運動を基礎方程式と境界条件でどのように表しうるか説明できない |
| 評価項目2 | 完全流体の渦なし流れを明確に理解し，速度ポテンシャルを用いた解析法を正確に説明できる | 完全流体の渦なし流れを理解し，速度ポテンシャルを用いた解析法を説明できる | 完全流体の渦なし流れを理解せず，速度ポテンシャルを用いた解析法を説明できない |
| 評価項目3 | 流体の粘性が，流れにおよぼす影響を正確に説明できる | 流体の粘性が，流れにおよぼす影響を説明できる | 流体の粘性が，流れにおよぼす影響を説明できない |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 ④
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JABEE (A)
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JABEE (d-1)
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JABEE (g)
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教育方法等
概要:
機械工学の基礎となる四力学の１つである「流体力学」の基礎的な内容を学習する
授業の進め方・方法:
授業方法は講義を中心とし，適宜課題の提出を求める
注意点:
１．流体力学の概念には部分的に抽象的・数学的なものが含まれており，ややイメージがつかみ難いと思います．理解に苦しむことがあったら、参考書を一読してください．この分野には多くの名著があります
２．定期試験は時間を９０分とし，計算機の持ち込みは可とします
2023年度は開講なしの予定です
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
流れの基礎 |
連続体、粘性・圧縮性、流体運動の記述法について理解する
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| 2週 |
基礎方程式（１）連続の式 |
連続の式について理解する
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| 3週 |
基礎方程式（２）オイラーの運動方程式 |
オイラーの運動方程式について理解する
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| 4週 |
渦なし流れ（１）速度場の計算１ |
渦度と速度ポテンシャルについて理解する
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| 5週 |
渦なし流れ（２）速度場の計算２ |
代表的な速度ポテンシャルについて理解する
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| 6週 |
渦なし流れ（３）速度場の計算３ |
完全流体の円柱周りの流れについて理解する
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| 7週 |
渦なし流れ（４）圧力場の計算 |
圧力方程式（拡張されたベルヌーイの定理）について理解する
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| 8週 |
渦と循環 |
循環、回転円柱周りの流れ、マグヌス効果について理解する
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| 4thQ |
| 9週 |
翼と揚力 |
ケルビンの循環保存則、翼におけるクッタの条件、クッタ・ジューコフスキーの定理について理解する
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| 10週 |
中間試験 |
これまでの範囲を理解する
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| 11週 |
粘性流体の力学（１） ナビエ・ストークスの運動方程式 |
構成方程式、ナビエ・ストークスの運動方程式について理解する
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| 12週 |
粘性流体の力学（２） 平行平板間や円管内の流れ |
平板間のポアズイユ流れ・クェット流れ、円管内のハーゲン・ポアズイユ流れについて理解する
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| 13週 |
境界層理論（１）境界層方程式１ |
境界層と境界層方程式を理解する
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| 14週 |
境界層理論（２）境界層方程式２ |
境界層方程式の解法と、平板に働く摩擦抗力について理解する
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| 15週 |
境界層理論（３）境界層のはく離 |
境界層のはく離と、それに伴って発生する圧力抗力について理解する
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| 16週 |
定期試験 |
これまでの範囲を理解する
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
| 専門的能力 | 分野別の専門工学 | 機械系分野 | 熱流体 | 流体の定義と力学的な取り扱い方を理解し、適用できる。 | 5 | |
| 流体の性質を表す各種物理量の定義と単位を理解し、適用できる。 | 5 | |
| ニュートンの粘性法則、ニュートン流体、非ニュートン流体を説明できる。 | 5 | |
| 定常流と非定常流の違いを説明できる。 | 5 | |
| 流線と流管の定義を説明できる。 | 5 | |
| オイラーの運動方程式を説明できる。 | 5 | |
| ベルヌーイの式を理解し、流体の諸問題に適用できる。 | 5 | |
| 層流と乱流の違いを説明できる。 | 5 | |
| レイノルズ数と臨界レイノルズ数を理解し、流れの状態に適用できる。 | 5 | |
| 境界層、はく離、後流など、流れの中に置かれた物体の周りで生じる現象を説明できる。 | 5 | |
| 抗力について理解し、抗力係数を用いて抗力を計算できる。 | 5 | |
| 揚力について理解し、揚力係数を用いて揚力を計算できる。 | 5 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |